盘锦市水资源优化配置对策探讨

查曼丽

(沈阳市水利规划院规划室，沈阳 110015)

水资源优化配置是指遵循可持续开发、高效、公平、节约等原则，在有效保护水资源、合理增加供水及抑制需求的情况下，采取非工程和工程措施统筹调配特定区域范围内的水资源，以满足经济、环境、人口与资源协调发展对水资源在质量数量、空间、时间上的要求，实现水资源的永续利用及其效益最大化[1-2]。配置过程中充分考虑经济发展趋势对水资源的要求以及水资源开发利用现状、条件，协调经济社会发展模式与水资源布局，明确总体配置策略，提出各分区土地利用调整与产业发展方向、水资源利用方式与开发重点、水资源配置格局与社会管理要求等[3]。一般地，可以选用多种措施有效调配水资源，如中水回用、污水资源化、联合使用地下与地表水、联合调度当地水与客水资源、统筹安排引体蓄水多水源等。因此，文章结合盘锦市水资源现状，深入分析了区域水资源供需程度并提出水资源配置方案，旨在促进经济、资源、环境和人口的协调发展，保障城市饮水、供水和生态安全。

1 水资源利用现状

盘锦市地处渤海之滨，位于辽宁省西南部，总面积4084km2，下辖盘山、大洼县和兴隆台、双台子区。盘锦市南部沿海，分布河流共21条，其中大型河流有大凌河、饶阳河、辽河、大辽河4条，中小河流有新开河、沙子河、大羊河、外辽河、太平河、小柳河、月牙河、张家沟、太平河等17条。该区域属暖温带大陆性半湿润季风气候，年均降水量613.7mm，平均气温9.2℃。

依据1956-2000年水资源调查系列值，盘锦市水资源总量3.364亿m3，其中地下、地表以及两者重复计算量1.667亿m3、2.426亿m3、0.937亿m3。盘锦地区主要由地下、地表和其他3类水源供水，其中地下水源可分深层承压水和浅层地下水，地表水源供水有提水和蓄水工程，其他水源有海水淡化、雨水利用、污水处理回用等。境内已建蓄水工程7座，即八一、青年、红旗、辽滨、荣兴、三角洲、疙瘩楼等水库，总库容19467万m3，总供水能力32750万m3，主要承担着农田灌溉用水。对于盘锦市跨区域供水，其地表水供入水量大多用于农田灌溉，如柴河、清河、闹德海、葠窝、大伙房等水库蓄水工程，而地下水供入水量大多用于工业生活，如辽河油田台安水源和大凌河锦州凌海水源等。

总体而言，盘锦市水资源开发利用特点如下：地表水水资源缺少干型配水工程，在时空分布上极不均衡；水资源量短缺、水体污染、供需关系紧张等问题突出，为减少规划水平年取水率必须充分挖掘节水潜力；中水回用率低，污水处理明显不足，经济发展与水资源利用不协调。因此，通过对区域水资源的优化配置，对实现不同水源与各用水部门间的供需平衡极具现实意义。

2 水资源优化配置

2.1 优化配置原则

原则一：全面规划。结合水资源开发现状和经济发展需求，对水资源利用、治理、配置、节约、保护、管理等做出总体安排。坚持除害兴利结合、治污开源节流并重，妥善处理近期与远期、区域与流域、农村与城市、管理与建设、保护与开发等关系。

原则二：协调发展。经济社会发展速度、规模、水平、目标与水资源开发利用相适应，水资源承载力与经济发展相适应，生态环境建设、产业结构调整、生产力布局和城市发展要考虑水资源条件。

原则三：可持续利用。统筹协调生态环境、生产与生活用水，合理配置其他多种水源与水利工程供水、外流域调水与澢滴水、地表水与地下水。强化水资源的节约与保护，在保护中开发，在开发中保护。

原则四：因地制宜。根据各区域经济条件和水资源状况，确定符合实际的水资源保护对策与利用模式，明确水源治理、保护、配置、节约的重点。

原则五：依法治水。结合社会主义市场经济体制的要求，发挥政府宏观调控和市场机制的作用，认真研究水资源管理法制、机制、体制问题，制定水源管理相关政策，规范和调节水事活动。

2.2 基本思路与配置目标

水资源配置的基本思路是以水资源分区为单元，以水资源供需分析为手段进行不同行业各规划水平年规划目标实现程度及供需平衡缺口分析，采取调整产业结构、加强污水处理回用、增加跨流域调水遇到昂地蓄水、强化节水等措施确保供水规划目标的实现[4]。具体而言，水资源配置就是在用水部门之间、区域之间，以行政分区为单元进行水资源合理的配置。

根据盘锦市经济社会发展形势和水资源分布特点，遵循水量调度以及供水优先顺序合理制定目标函数[5]。在最大程度地保证各分区用水公平的条件下，水量充沛时按定额满足各类用水，水量紧缺时的优先供水次序如下：Ⅰ级(居民生活用水)>Ⅱ级(事关经济生活全局安全的骨干航线、电力等行业用水)>Ⅲ级(最小生态环境用水)>Ⅳ级(生产用水，优先考虑农业、经济效益好的工业和国计民生用水)>Ⅴ级(其他用水)。依据以上用水配置次序构建多目标规划模型[6]，以此确定非传统水源利用量F1，即：

(1)

式中：Skijt为第t时段内第j类用水部门在第i个计算单元中由非传统水源k的供水量，万m3；i为计算单元；I为其总数；j为用水部门类别；J为其总数；t为计算时段；T为其总数。

2.3 模型约束条件

采用下述公式代表人均经济收入约束条件[7]，其中T0、M为区域内的最低收入标准和总人口数，即：

(2)

以水源i的可供水量不低于其向所有用水户的总供水量作为供水能力约束条件，由规划和现有的供水工程确定各水源的可供水量，其表达式为：

(3)

式中：wi为水源i的可供水量。

以用户需水量的上下限Hj、Lj作为该用户从水源获得水量的取值区间，即供需变化约束，其表达式为：

(4)

采用以下公式代表变量非负约束条件，即：

xij≥0

(5)

2.4 模型求解

以盘锦市行政区划为计算单元，包括盘锦市区及油田、盘山县县城、大洼县县城及开发区、重点镇、一般乡镇5个计算区域，通过水源配置解决不同部门和区域的用水问题。根据水量调度原则和供水优先顺序，各类经济活动用水优先考虑地表水供给，地表水源不足时考虑增加非传统水源和地下水供给，结合可持续利用规划开辟新的引水水源，对居民生活用水优先满足以及其他生产用水合理安排[8-9]。以实现供水规划目标和现状节水方案为基准，在缺水量上通过配置平衡各用水部门供水量，以均衡化各部门缺水量，缺水率F3的计算公式为：

(6)

式中：Dj为第j类用水部门的需水量，万m3；αj为其相对其他部门优先获取水源的重要度系数，%；Sik为非传统水源k向第j类用水部门的供水量。

3 水资源配置方案

3.1 备用水源分析

盘锦市及开发区在未来以大伙房水库输水工程为主要供水水源，若大伙房水库输水工程出现问题，盘锦市应有其它水源保证其供水安全[10-12]。盘锦市现状年、2025年、2030年供水安全所需水量分别为17.1万t/d、18.1万t/d、19.5万t/d，如表1所示。因此，扣除大伙房水库输水工程尚需地下水源供水为15.7万t/d、16.7万t/d、18.2万t/d，如表2所示。

表1 盘锦市基本需水量

表2 城市供水安全分析表

盘锦市及开发区现状地下水供水能力为26.2万t/d，根据《辽宁省地下水资源保护条例》，按照《辽宁省地下水保护行动计划》的要求，规划盘锦城市及开发区各水平年削减上第三系地下水和管网区自备水量均为20.1万t/d，剩余地下水供水能力均为6.1万t/d。盘锦市在实施地下水保护行动计划之后，剩余地下水源的供水能力不能保证其各水平年供水安全。因此，考虑高升、石山水源、辽油台安水源作为备用水源来养护，以供应急之需。

3.2 水资源配置方案

盘锦市水资源配置总体思路是以大伙房水库输水工程为骨干，辅之以现有地下水源工程、污水处理回用工程，对盘锦市城市及开发区、县城及开发区、重点镇、一般乡、镇政府所在地进行水源配置[13-15]。盘锦大伙房输水工程配置方案为：现状年、2025年、2030年的供水量分别为1.36亿m3、1.88亿m3、1.88亿m3，城市用水供需平衡如表3所示，水资源优化配置实施方案如表4所示。

1)盘锦市及开发区。大伙房水库输水工程各水平年供盘锦市及开发区水量分别为0.97亿m3、1.39亿m3、1.30亿m3。

2)县城及开发区。盘山新县城及开发区、大洼县城及开发区由污水处理回用和大伙房水库输水工程解决，盘山新县城及开发区各水平年输水工程供水量分别为0.04亿m3、0.06亿m3、0.11亿m3，大洼县城及开发区各水平年输水工程供水量分别为0.05亿m3、0.06亿m3、0.08亿m3，辽滨经济开发区供水量分别为0.31亿m3、0.37亿m3、0.39亿m3。

3)重点镇。盘锦市重点镇有大洼的田庄镇，缺水由新建地下水源解决。

4)一般乡、镇。各乡、镇各水平年缺水由建设小型水源工程解决。

表3 各分区用水供需平衡表 万m3

续表3 各分区用水供需平衡表 万m3

表4 各分区城市用水优化方案 万m3

4 结 论

文章结合盘锦市水资源现状，深入探讨了区域水资源供需程度并提出水资源配置方案，主要结论如下：

1)盘锦市在实施地下水保护行动计划之后，剩余地下水源的供水能力不能保证其各水平年供水安全。因此，考虑高升、石山水源、辽油台安水源作为备用水源来养护，以供应急之需，保障城市饮水、供水和生态安全。

2)盘锦市水资源配置总体思路是以大伙房水库输水工程为骨干，辅之以现有地下水源工程、污水处理回用工程，对各分区进行水源配置。盘锦大伙房输水工程配置方案为：现状年、2025年、2030年的供水量分别为1.36亿m3、1.88亿m3、1.88亿m3，为盘锦市水资源管理和可持续利用提供支持。